一、行业背景与核心挑战
车路协同（C-V2X）通过车辆与道路基础设施的实时信息交互，优化交通流量、提升安全性与通行效率。作为核心载体的红绿灯落地机柜，需满足极端环境适应、多设备协同、AI算力支持等严苛需求，但传统设备常面临以下痛点：
环境适应性差：高温、低温、震动等户外场景易导致设备宕机；
算力不足：多路高清摄像头接入与实时AI分析需高性能计算支持；
接口扩展局限：缺乏PoE供电、高速网口及工业级通信接口，难以满足多设备组网需求。
二、研华工控机解决方案：ARK-2121V无风扇嵌入式工控机
核心产品选型：研华ARK-2121V
产品特性：
无风扇宽温设计：全金属机身+导热鳍片散热，支持-40℃~70℃宽温运行，适应严寒酷暑与粉尘环境；
多接口扩展：4路PoE千兆网口（单口供电30W），支持多路IP摄像头接入；隔离COM口与DIO接口，兼容RS-485/232协议；
边缘AI算力：搭载Intel® Atom E3845四核处理器，集成AI加速模块，支持车牌识别、交通流量预测等实时分析。
配套硬件推荐
| 组件类型 | 推荐型号 | 核心功能 |
|---|---|---|
| 工控机 | 研华ARK-2121V | 无风扇、宽温、多PoE接口 |
| 工业交换机 | 研华EKI-2525 | 5端口千兆，支持环网冗余与VLAN |
| 串口扩展模块 | 研华PCI-1612B | 8路RS-232/485，支持Modbus协议 |
| AI加速卡 | 研华VEGA-330 | 集成NVIDIA Jetson，提升图像处理效率 |
| 操作系统 | Ubuntu Core 22 + Docker | 轻量化容器部署，支持AI算法快速迭代 |
三、行业应用案例：西安市智慧路口改造项目
项目背景
西安市某主干道交叉口因车流量激增，传统信号灯系统无法实时响应交通变化，导致高峰时段拥堵指数达1.8（轻度拥堵阈值1.5）。项目需实现红绿灯智能配时、违章抓拍、车流预测三大功能，并适应-20℃~50℃户外环境。
解决方案
硬件部署：
采用ARK-2121V作为控制中枢，通过4路PoE接口连接8台500万像素摄像头；
外接PCI-1612B扩展卡，接入地磁传感器与雷达测速设备；
部署EKI-2525交换机组建冗余网络，确保数据传输延迟<10ms。
功能实现：
动态绿波带：基于实时车流数据调整信号周期，通行效率提升30%；
违章智能抓拍：集成车牌识别算法，抓拍准确率>99%；
边缘端AI推理：本地处理80%数据，降低云端带宽压力。
实施效果
高峰时段拥堵指数降至1.2，通行效率提升40%；
违章行为识别响应时间缩短至0.5秒，执法效率提高60%。
四、行业选型建议
根据应用场景差异化需求，推荐研华工控机适配方案：
城市主干道：
工控机：ARK-2250S（支持全高清NVR，6路DI/DO接口）；
搭配：VEGA-330 AI加速卡，实现多路视频流并行处理。
高速公路监控：
工控机：ARK-2121V（宽温抗震，内置GPS）；
搭配：EKI-7549工业交换机，支持光纤环网与长距离传输。
园区智能路口：
工控机：UNO-2484G（紧凑型设计，支持EtherCAT协议）；
搭配：PCI-1608B数据采集卡，实现多传感器融合。
五、企业赋能：梵亚工控的集成服务优势
深圳市梵亚科技有限公司作为研华工控机服务商，专注智慧交通领域10年，提供硬件定制、算法优化、运维支持一体化服务。典型案例包括：
广州智慧高速项目：部署ARK-2121V集群，实现200+路视频实时分析，车流预测准确率超95%；
苏州工业园区车路协同：集成UNO系列工控机与5G CPE，时延降至20ms，支持L4级自动驾驶测试。
研华ARK-2121V以无风扇设计、多接口扩展、边缘智能为核心优势，为车路协同红绿灯机柜提供高可靠解决方案。未来，随着5G与AI技术的深度融合，嵌入式工控机将推动交通系统向“感知-决策-控制”闭环演进，助力智慧城市高质量发展。
